Julkaistu 3.11.2022
Kirjoittaja: Leena Virta
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy
Kuva: Leena Virta

 

Merenpohja on täynnä mikroskooppisen pientä elämää kaikkialla siellä, minne valo yltää. Mikrobien yhteisöön kuuluu monen eri eliöryhmän eliöitä, kuten leviä, bakteereja ja sieniä, ja ne hoitavat monenlaisia tehtäviä.

Ihmisten toimien aiheuttama ympäristönmuutos vaikuttaa kaikkiin eliöihin maapallolla ja on jo aiheuttanut sukupuuttoaallon. Mitä tapahtuisi, jos merenpohjan mikrobitkin kuolisivat sukupuuttoon?

Mikrobien sukupuuton seurauksena merten ravintoketju romahtaisi. Mikrobeja syövillä pohjaeläimillä ei olisi enää syötävää, joten ne kuolisivat sukupuuttoon. Silloin myöskään pohjaeläimiä syövillä kaloilla ei olisi enää syötävää, joten sukupuutto olisi niidenkin kohtalona. Sukupuuttojen ketju olisi loputon.

Mikrobien hävittyä myös ravinteiden kierto tyssäisi. Monet merenpohjan mikrobeista, kuten bakteerit ja sienet, hajottavat kuollutta ainesta ja vapauttavat siihen sitoutuneet ravinteet takaisin kiertoon. Jos nämä mikrobit häviäisivät, yhteyttävät eliöt eivät saisi enää ravinteita eivätkä pystyisi kasvamaan.

Merenpohjan mikrobit kierrättävät ja varastoivat hiiltä paljon tehokkaammin kuin maalla kasvavat kasvit, ja monet merten pohja-alueet ovatkin ilmastonmuutosta hillitseviä hiilinieluja. Jos mikrobit kuolisivat sukupuuttoon, merenpohjista tulisikin hiilen lähteitä ja ilmastonmuutos kiihtyisi ennennäkemättömiin lukemiin.

Miten ilmastonmuutos muuttaa mikrobiyhteisöjä?

Kaikki elämä niin meressä kuin kuivalla maallakin on mikrobeista riippuvaista. Voisiko ympäristönmuutos sitten aiheuttaa mikrobien sukupuuton? Ei – mikrobit nimittäin pystyvät elämään sellaisissakin paikoissa, joissa mikään muu eliö ei selviä. Ne kestävät äärimmäisiäkin ympäristöjä kuumista lähteistä Kuolleeseen mereen, ja ne selviävät kyllä hengissä myös ympäristönmuutoksesta. Ympäristönmuutos voi kuitenkin muuttaa mikrobiyhteisöjen monimuotoisuutta ja toimintaa, millä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia. Muutoksista ei kuitenkaan vielä tiedetä juuri mitään, joten toistaiseksi voidaan vain arvailla.

Voi olla, että meriveden lämpenemisen myötä esimerkiksi piilevien hallitsemat pohjamikrobiyhteisöt muuttuvat syanobakteeri- eli sinilevävaltaisiksi. Se olisi huono uutinen pohjaeläimille, koska piilevät ovat niiden herkkua ja ravintoarvoiltaan mainiota ravintoa. Se saattaisi olla huono uutinen myös ilmastonmuutoksen kannalta, sillä toisin kuin lähinnä happea tuottavat piilevät osa syanobakteereista tuottaa kasvihuonekaasuja, kuten metaania.

Arvailujen varassa on kuitenkin hankalaa varautua tuleviin muutoksiin tai ehkäistä niitä. Näin ollen on tärkeää selvittää, mitä merenpohjien mikrobeille ympäristönmuutoksen edetessä oikeasti tapahtuu.

Kylpyhuonelaatat hyötykäyttöön

Nouseva lämpötila ja aleneva suolapitoisuus ovat tärkeimpiä ilmastonmuutoksen aiheuttamia muutoksia Itämeressä. Hankkeessani tutkin, miten ne vaikuttavat Itämeren pohjalla kasvavien mikrobiyhteisöjen monimuotoisuuteen ja toimintaan. Käytän mikrobien kasvualustoina kylpyhuonekaakeleita, koska ne ovat sopivan kokoisia ja helposti liikuteltavia ja sopivat hyvin näytteenottoon. Laatat ovat ensin meressä kuuden viikon ajan, jotta mikrobiyhteisöt ehtivät kasvaa niille.

Sen jälkeen laatat siirretään kymmeneen mesokosmiin, jotka ovat ikään kuin suuria akvaarioita. Mesokosmeissa on suolapitoisuudeltaan ja lämpötilaltaan erilaista vettä. Kuusi viikkoa kestävän kokeen aikana saan selvitettyä, miten nouseva lämpötila ja laskeva suolapitoisuus vaikuttavat mikrobiyhteisöjen monimuotoisuuteen ja ilmastonmuutoksen kannalta keskeiseen hiilen kierrätys- ja varastointikykyyn. Lisäksi tutkin, tuottavatko mikrobiyhteisöt kasvihuonekaasuja.

Toisin sanoen tavoitteeni on selvittää, miten ilmastonmuutos vaikuttaa merenpohjan mikrobeihin ja miten mikrobit taas vaikuttavat ilmastonmuutokseen. Hankkeeni on yksi ensimmäisistä merenpohjan mikrobien ja ilmastonmuutoksen välistä suhdetta selvittävistä tutkimuksista – tulokset voivat olla yllättäviä.

 

 

 

FT Leena Virta työskentelee Helsingin yliopistoon kuuluvalla Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla ja tutkii ilmaston- ja ympäristönmuutoksen vaikutusta Itämeren pohjalla eläviin mikrobeihin. Virta väitteli tohtoriksi geotieteiden tohtoriohjelmasta vuonna 2020. Väitöskirjassaan hän selvitti Itämeren rannikkoalueiden pohjilla elävien piilevien monimuotoisuuden vaikutusta ekosysteemien kykyyn tuottaa biomassaa, monimuotoisuuden vaihtelua ajan ja paikan suhteen erilaisissa ympäristöissä sekä monimuotoisuuteen vaikuttavia ympäristötekijöitä.